Fiche technique LED blanche T-1 3mm - Boîtier 3.0x5.0mm - 3.2V typique - Courant de commande 20mA - Intensité lumineuse 14,25-28,5k mcd - Document technique

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une diode électroluminescente (LED) blanche à haute luminosité encapsulée dans un boîtier rond T-1 (3mm) standard. Le dispositif est conçu pour délivrer une puissance lumineuse supérieure, le rendant adapté aux applications nécessitant des indicateurs ou un éclairage brillants et nets.

La technologie de base utilise une puce semi-conductrice InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium) qui émet de la lumière bleue. Cette émission bleue est convertie en une lumière blanche à large spectre grâce à l'utilisation d'un revêtement de phosphore déposé dans la coupelle réflectrice de la LED. La lumière blanche résultante est caractérisée par des coordonnées de chromaticité spécifiques définies par la norme d'espace colorimétrique CIE 1931.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les principaux avantages de cette série de LED incluent sa puissance lumineuse élevée dans un facteur de forme compact et standard de l'industrie. Le dispositif est conçu pour la fiabilité et la conformité aux normes environnementales et de sécurité modernes.

• Puissance lumineuse élevée :Délivre une brillance intense pour sa taille.
• Boîtier standard :Le boîtier rond T-1 assure la compatibilité avec les empreintes de PCB et les supports existants.
• Conformité réglementaire :Le produit est conforme à la directive RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), aux règlements REACH de l'UE, et est classé sans halogène, respectant des limites spécifiques pour la teneur en Brome (Br) et Chlore (Cl).
• Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Présente une tension de tenue aux décharges électrostatiques (ESD) allant jusqu'à 4 kV, améliorant la robustesse à la manipulation.

Les applications cibles sont diverses, se concentrant sur les domaines où une signalisation claire et brillante est primordiale. Les marchés clés incluent le rétroéclairage pour panneaux d'affichage et écrans, les indicateurs d'état ou optiques dans l'électronique grand public et industrielle, et diverses applications de feux de marquage.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Une compréhension approfondie des limites et des caractéristiques de fonctionnement du dispositif est cruciale pour une conception de circuit fiable et des performances à long terme.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement à ou sous ces limites n'est pas garanti et doit être évité pour des performances fiables.

• Courant direct continu (I_F) :30 mA
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA (avec un cycle de service de 1/10 et une fréquence de 1 kHz)
• Tension inverse (V_R) :5 V
• Puissance dissipée (P_d) :100 mW
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40°C à +85°C
• Température de stockage (T_stg) :-40°C à +100°C
• Température de soudure (T_sol) :260°C pendant un maximum de 5 secondes (soudure à la vague ou par refusion).

2.2 Caractéristiques électro-optiques (Ta=25°C)

Ces paramètres sont mesurés dans des conditions de test standard et représentent les performances typiques du dispositif lorsqu'il est alimenté par un courant direct (I_F) de 20 mA.

• Tension directe (V_F) :2,8 V (Min), 3,2 V (Typ), 3,6 V (Max). La chute de tension typique aux bornes de la LED est de 3,2V.
• Intensité lumineuse (I_V) :14 250 mcd (Min), 28 500 mcd (Max). L'intensité réelle est classée par bin (voir Section 3).
• Angle de vision (2θ_1/2) :15 degrés (Typique). Cet angle de vision étroit concentre le flux lumineux, contribuant à une intensité axiale élevée.
• Coordonnées de chromaticité :x=0,29, y=0,30 (Typique), selon l'espace colorimétrique CIE 1931. Ceci définit le point blanc spécifique de la lumière émise.
• Courant inverse (I_R) :50 µA (Max) à V_R=5V.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour gérer les variations de production et permettre une sélection précise, les LED sont catégorisées en bins pour les paramètres clés.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Les LED sont triées en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à 20 mA. Cela permet aux concepteurs de choisir un grade de luminosité adapté à leur application.

• Bin W :14 250 à 18 000 mcd
• Bin X :18 000 à 22 500 mcd
• Bin Y :22 500 à 28 500 mcd

La tolérance globale pour l'intensité lumineuse est de ±10%.

3.2 Classement par tension directe

Les LED sont également classées selon leur chute de tension directe, ce qui est important pour la conception de l'alimentation et pour assurer un courant constant dans les configurations en parallèle.

• Bin 0 : V_F= 2,8V à 3,0V
• Bin 1 : V_F= 3,0V à 3,2V
• Bin 2 : V_F= 3,2V à 3,4V
• Bin 3 : V_F= 3,4V à 3,6V

L'incertitude de mesure pour la tension directe est de ±0,1V.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques qui illustrent le comportement du dispositif dans différentes conditions.

4.1 Intensité relative en fonction du courant direct

Cette courbe montre que la puissance lumineuse (intensité relative) augmente avec le courant direct, mais la relation n'est pas parfaitement linéaire, surtout aux courants plus élevés. Alimenter la LED au-dessus du courant continu recommandé (30mA) peut entraîner une réduction de l'efficacité et un vieillissement accéléré.

4.2 Courant direct en fonction de la tension directe (Courbe I-V)

La courbe I-V démontre la relation exponentielle typique d'une diode. La tension de "coude", où le courant commence à augmenter significativement, est d'environ 2,8V à 3,0V pour cette LED blanche. Une commande en courant stable, et non en tension, est essentielle pour une puissance lumineuse constante.

4.3 Intensité relative en fonction de la température ambiante

La puissance lumineuse d'une LED dépend de la température. Cette courbe montre généralement une diminution de l'intensité lumineuse lorsque la température ambiante (T_a) augmente. Une gestion thermique efficace dans l'application est nécessaire pour maintenir la luminosité, en particulier lors d'un fonctionnement proche de la limite de température maximale.

4.4 Coordonnées de chromaticité en fonction du courant direct

Ce graphique révèle comment la couleur de la lumière blanche (ses coordonnées de chromaticité) peut légèrement se déplacer avec les variations du courant de commande. Pour les applications critiques en termes de couleur, un pilote à courant constant est obligatoire pour maintenir un point blanc stable.

4.5 Distribution spectrale

Le graphique de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde montre le spectre d'émission. Une LED blanche utilisant un système de puce bleue + phosphore montrera un pic bleu fort (de la puce InGaN) et une bande d'émission jaune/rouge plus large (du phosphore). Le spectre combiné détermine l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC) et la Température de Couleur Corrélée (TCC), bien qu'une TCC spécifique ne soit pas listée dans cette fiche technique.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est logée dans un boîtier radial à broches standard T-1 (3mm). Les dimensions clés incluent :

• Diamètre total : Environ 5,0 mm (max).
• Espacement des broches : 2,54 mm (pas standard de 0,1 pouce, mesuré là où les broches sortent du boîtier).
• Hauteur totale : Variable, mais inclut la lentille en époxy et les broches. La résine saillante sous la collerette est d'un maximum de 1,5mm.
• Diamètre des fils de connexion : Standard pour l'insertion des composants.

Toutes les tolérances dimensionnelles sont de ±0,25 mm sauf indication contraire. Les concepteurs doivent se référer au dessin mécanique détaillé pour un placement précis des trous de PCB et des zones d'exclusion.

5.2 Identification de la polarité

Pour les LED radiales à broches, la polarité est généralement indiquée par deux caractéristiques : la broche la plus longue est l'anode (positive), et il y a souvent un méplat ou une encoche sur le bord de la lentille plastique près de la broche cathode (négative). La polarité correcte doit être respectée pendant l'assemblage pour éviter les dommages par polarisation inverse.

6. Directives de soudure et d'assemblage

Une manipulation et une soudure appropriées sont essentielles pour éviter les dommages mécaniques ou thermiques à la LED.

6.1 Formage des broches

• Le pliage doit être effectué à un point situé à au moins 3 mm de la base de la lentille en époxy.
• Le formage des broches doit toujours être effectuéavantle processus de soudure.
• Évitez d'appliquer une contrainte sur le corps du boîtier de la LED pendant le pliage.
• Coupez les broches à température ambiante ; l'utilisation de pinces chaudes peut provoquer une défaillance.
• Les trous du PCB doivent être parfaitement alignés avec les broches de la LED pour éviter les contraintes de montage.

6.2 Conditions de stockage

• Stockage recommandé : ≤ 30°C et ≤ 70% d'Humidité Relative (HR).
• Durée de conservation dans le sac d'expédition d'origine : 3 mois.
• Pour un stockage plus long (jusqu'à 1 an), placez dans un conteneur scellé avec atmosphère d'azote et dessiccant.
• Évitez les changements rapides de température dans des environnements humides pour empêcher la condensation.

6.3 Processus de soudure

La distance minimale entre le joint de soudure et le bulbe en époxy doit être de 3 mm.

Soudure manuelle :

• Température de la pointe du fer : 300°C Max (pour un fer de 30W max).
• Temps de soudure par broche : 3 secondes Max.

Soudure à la vague ou par immersion :

• Température de préchauffage : 100°C Max (pendant 60 secondes Max).
• Température du bain de soudure : 260°C Max.
• Temps de contact dans le bain : 5 secondes Max.

Notes critiques :

• Évitez toute contrainte sur les broches pendant que la LED est chaude suite à la soudure.
• Ne soumettez pas la LED à plus d'un cycle de soudure (immersion/manuel).
• Protégez la lentille en époxy des projections de flux et des solvants de nettoyage.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécification d'emballage

Les LED sont emballées pour prévenir les décharges électrostatiques (ESD) et les dommages dus à l'humidité pendant le transport et le stockage.

• Emballage primaire :Sacs anti-statiques.
• Quantité par sac :200 à 500 pièces.
• Emballage secondaire :5 sacs sont placés dans un carton intérieur.
• Emballage tertiaire :10 cartons intérieurs sont emballés dans un carton maître (extérieur).

7.2 Explication des étiquettes

Les étiquettes sur les sacs et les cartons contiennent les informations suivantes pour la traçabilité et l'identification :

• P/N :Numéro de pièce (code produit spécifique).
• CAT :Code de catégorie, indiquant le bin combiné pour l'Intensité Lumineuse et la Tension Directe (par exemple, un code représentant le Bin Y pour l'intensité et le Bin 1 pour la tension).
• HUE :Grade de couleur ou bin de chromaticité.
• LOT No :Numéro de lot de fabrication pour le suivi qualité.
• QTY :Quantité de pièces dans l'emballage.

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Scénarios d'application typiques

• Panneaux d'affichage & Rétroéclairage :Sa haute intensité et son angle de vision étroit le rendent idéal pour le rétroéclairage d'affichages segmentés ou à matrice de points où des caractères brillants et lisibles sont nécessaires.
• Indicateurs optiques :Parfait pour les voyants d'état, les indicateurs de mise sous tension ou les feux d'avertissement dans les équipements où une grande visibilité est requise, même en lumière ambiante.
• Feux de marquage :Adapté pour les indicateurs de position, les signaux de sortie ou l'éclairage d'accentuation architectural de faible niveau.

8.2 Considérations de conception de circuit

• Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance de limitation de courant en série ou un pilote à courant constant. Calculez la valeur de la résistance en utilisant R = (V_alim- V_F) / I_F. Utilisez la V_Fmaximale du bin ou de la fiche technique pour garantir que le courant ne dépasse pas les limites si V_Fest plus faible.
• Connexions en parallèle :Évitez de connecter directement les LED en parallèle sans éléments de limitation de courant individuels. Les variations de V_Fpeuvent provoquer une inégalité de répartition du courant, où une LED absorbe la majeure partie du courant et tombe prématurément en panne.
• Gestion thermique :Bien que la puissance dissipée soit faible (100mW max), assurez une ventilation adéquate et évitez de placer la LED près d'autres sources de chaleur sur le PCB. Une température de jonction élevée réduit la puissance lumineuse et la durée de vie.
• Protection contre la tension inverse :La tension inverse maximale n'est que de 5V. Dans les applications en courant alternatif ou à signaux bipolaires, ou là où une connexion inverse est possible, incluez une diode de protection en parallèle avec la LED (cathode à anode, anode à cathode) pour limiter la tension inverse.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux LED blanches 3mm génériques, ce dispositif offre des avantages distincts :

• Bins d'intensité plus élevée :Avec une intensité maximale de 28 500 mcd, il offre une luminosité significativement plus élevée que les LED 3mm standard, qui se situent souvent entre 2 000 et 10 000 mcd.
• Angle de vision étroit (15°) :Concentre le flux lumineux en un faisceau plus serré, résultant en une intensité axiale (sur l'axe) plus élevée par rapport aux LED ayant des angles de vision plus larges (par exemple, 30° ou 60°). C'est un facteur différenciant clé pour les applications d'éclairage directionnel.
• Diode Zener intégrée (versions optionnelles/protégées) :La mention de la Tension Inverse Zener (V_z) et du courant (I_z) dans les valeurs suggère que certaines variantes peuvent inclure une diode Zener de protection contre la tension inverse intégrée, ce qui n'est pas courant dans les boîtiers LED basiques.
• Conformité complète :La conformité explicite aux normes Sans Halogène, REACH et RoHS est un facteur critique pour les concepteurs ciblant des marchés réglementés comme l'Europe et pour les entreprises ayant des politiques environnementales strictes.

10. Questions Fréquemment Posées (FAQ)

Q1 : Quel courant de commande dois-je utiliser ?

R1 : La condition de test standard et le point de fonctionnement recommandé est de 20 mA. Vous pouvez la commander jusqu'à la valeur maximale absolue de 30 mA en continu, mais cela augmentera la dissipation de puissance, générera plus de chaleur et pourrait réduire la durée de vie opérationnelle. Pour un équilibre optimal entre luminosité, efficacité et longévité, 20 mA est recommandé.

Q2 : Comment interpréter le classement par intensité lumineuse (binning) ?

R2 : Le code de bin (W, X, Y) sur l'étiquette de l'emballage vous indique l'intensité minimale et maximale garantie pour ce lot de LED. Par exemple, les LED du Bin Y seront les plus brillantes disponibles dans cette série. Spécifiez le bin requis lors de la commande pour une cohérence de luminosité dans votre production.

Q3 : Puis-je utiliser cette LED pour des applications extérieures ?

R3 : La plage de température de fonctionnement (-40°C à +85°C) supporte de nombreux environnements extérieurs. Cependant, le matériau de la lentille en époxy peut être sensible à la dégradation par les UV et au jaunissement lors d'une exposition prolongée à la lumière directe du soleil, ce qui réduirait la puissance lumineuse et décalerait la couleur. Pour une utilisation extérieure sévère, les LED avec des lentilles en silicone résistantes aux UV sont plus appropriées.

Q4 : Pourquoi l'angle de vision est-il si étroit ?

R4 : L'angle de vision étroit de 15° est une caractéristique de conception pour atteindre une intensité lumineuse axiale très élevée (mesurée en millicandelas). La lumière est focalisée en un faisceau plus serré. Si vous avez besoin d'un éclairage de zone plus large, vous choisiriez une LED avec un angle de vision plus large (par exemple, 60°), bien que son intensité axiale sera plus faible.

11. Principes de fonctionnement

Cette LED fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans un semi-conducteur. Lorsqu'une tension directe dépassant la largeur de bande interdite de la diode est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active InGaN, libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique de l'alliage InGaN entraîne l'émission de lumière bleue avec une longueur d'onde d'environ 450-470 nm.

Cette lumière bleue n'est pas émise directement. Au lieu de cela, elle frappe une couche de matériau phosphore (typiquement du Grenat d'Aluminium et d'Yttrium dopé au Cérium, ou YAG:Ce) déposée à l'intérieur de la coupelle réflectrice. Le phosphore absorbe les photons bleus à haute énergie et ré-émet des photons de plus basse énergie sur un large spectre dans les régions jaune et rouge. L'œil humain perçoit le mélange de la lumière bleue restante et de la lumière jaune/rouge convertie comme du blanc. La "teinte" exacte de blanc (froid, neutre, chaud) est déterminée par le rapport entre la lumière bleue et la lumière jaune/rouge, qui est contrôlé par la composition et l'épaisseur du phosphore.

12. Tendances technologiques

La technologie décrite représente une approche mature et largement adoptée pour générer de la lumière blanche à partir de LED. La méthode "puce bleue + phosphore" est rentable et permet un bon contrôle de la température de couleur. Les tendances actuelles de l'industrie incluent :

• Efficacité accrue (lm/W) :Les améliorations continues dans la conception des puces InGaN, l'efficacité des phosphores et l'architecture des boîtiers continuent de pousser l'efficacité lumineuse plus haut, réduisant la consommation d'énergie pour la même puissance lumineuse.
• Qualité de couleur améliorée :Développement de mélanges multi-phosphores (ajout de phosphores rouges) pour améliorer l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC), fournissant une reproduction des couleurs plus naturelle et précise sous la lumière LED.
• Miniaturisation & Emballage haute densité :Bien qu'il s'agisse d'un composant traversant, la tendance générale du marché va vers des boîtiers de dispositifs montés en surface (SMD) plus petits (par exemple, 2835, 2016, 1515) pour l'assemblage automatisé et des réseaux d'éclairage à plus haute densité.
• Spectres spécialisés :Les LED sont conçues avec des sorties spectrales spécifiques pour des applications au-delà de l'éclairage général, comme l'éclairage horticole (optimisé pour la croissance des plantes) ou l'éclairage centré sur l'humain (lumière blanche réglable pour imiter les cycles de lumière naturelle du jour).